(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定部分（ＭＴ）とそれに対して相対的に測定方向（ｘ）に移動可能な走査ユニット（Ａ）とから成り、
ａ）走査ユニット（Ａ）は次の成分ａ1)−ａ4 ）を包含し、
ａ1 ）光源（ＬＱ），
ａ2 ）光源（ＬＱ）から距離ＤLQに離れて配置された送信部分（ＳＴ），
ａ3 ）走査ユニット（Ａ）と測定部分（ＭＴ）の相対移動の場合に縞模様周期ＰSMを備える周期的縞模様（ＳＭ）を生じる部分周期ＰATを備える走査部分（ＡＴ），
ａ4 ）ブロック（Ｂ1 −Ｂ5 ）が測定方向（ｘ）に検出器周期ＰDET により周期的に配置されていて、個々の検出器要素（Ｄ1 −Ｄ20）から成るブロック（Ｂ1 −Ｂ5 ）を備えて、走査部分（ＡＴ）から距離ＤDET に離れて配置された検出器装置（Ｄ），
ｂ）送信部分（ＳＴ）は測定部分（ＭＴ）から距離ｕを有し、
ｃ）走査部分（ＡＴ）は測定部分（ＭＴ）から距離ｖを有し、そして
ｄ）検出器周期ＰDET は、次の関係に基づいて選定される、
ＰDET ＝ｍ＊Ｉ＊ＰV 
ここで                ｍ＝〔１＋ＤDET ／（ｕ＋ｖ＋ＤLQ）〕
そして    Ｉ＝１，２，３，．．．．，
バ−ニア周期と呼ばれる値ＰV は次の式に基づいて与えられる、
１／ＰV ＝｜１／ＰSM−１／ＰAT｜
ことを特徴とする光学位置測定装置。
【請求項２】
３６０°／ｋだけ位相を変位されたｋ個の部分走査信号の場合にバ−ニア周期ＰV は次の式により選定されて、
ＰV   ＝  〔（ｋ＊ｐ）／Ｉ±１〕＊ＰSM
ここで        ＰAT  ＝  〔１±Ｉ／（ｐ＊ｋ）〕＊ＰSM    を備え、                そして  ｐ＝１，２，３，．．であり且つＩがｋで整除できない数に選定されていることを特徴とする請求項１に記載の光学位置測定装置。
【請求項３】
検出器装置（Ｄ）はそれぞれｋ個の個々の検出器要素（Ｄ1 −Ｄ20）を備えるＭ個のブロック（Ｂ1 −Ｂ5 ）を有し、そして隣接した検出器要素（Ｄ1 −Ｄ20）の中心位置の距離ｘEDは次の式により選定される、
ｘED  ＝  ＰDET ／ｋ                                            ことを特徴とする請求項１に記載の光学位置測定装置。
【請求項４】
検出器装置（Ｄ）のそれぞれｋ番目の検出器要素（Ｄ1 −Ｄ20）は互いに連結されているので、検出器装置（Ｄ）では３６０°／ｋの位相変位を備えたｋ個の部分走査信号（ＴＡＳ0 −ＴＡＳ270 ）が隣接していることを特徴とする請求項１に記載の光学位置測定装置。
【請求項５】
測定方向（ｘ）におけるｎ個の検出器要素（Ｄ1 −Ｄ20）のそれぞれは幅                          ｂED,n≧（tan αmax −tan αmin ）＊ＤDET 
を有し、
αmin ＝〔（arctan（ｘAS,N＋ＰSM／２−ｘLQ／２）〕／（２＊ｕ＋ＤLQ）〕
−arcsin（ｑ＊λ／ＰMT）
αmax ＝〔（arctan（ｘAS,N＋ＰSM／２＋ｘLQ／２）〕／（２＊ｕ＋ＤLQ）〕
＋arcsin（ｑ＊λ／ＰMT）
を備え、この式で、
ｘAS,Nは光学軸ＯＡからＮ番目の走査間隔ＡＳの距離であり、
ｘLQは測定方向ｘにおける光源の膨張部であり、
ｕは送信部分と測定部分の間或いは測定部分と走査部分の間の距離であり、
ＤLQは光源と送信部分との間の距離であり、
λは使用された光源の波長であり、
ｑは主に信号の取得に寄与する測定部分における回折次数（０、１、２．．．．）であり、
ＰMTは測定部分の部分周期である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学位置測定装置。
【請求項６】
ブロック（Ｂ1 −Ｂ5 ）当たりｋ＝４個の個々の検出器要素（Ｄ1 −Ｄ20）がこの種の距離に互いに配置されているので、隣接した検出器要素（Ｄ1 −Ｄ20）は９０°だけ位相変位された部分走査信号（ＴＡＳ0 −ＴＡＳ270 ）を供給することを特徴とする請求項３に記載の光学位置測定装置。
【請求項７】
検出器装置の面上の一個の検出器要素（Ｄ1 −Ｄ20）には走査部分の複数の透過性領域（ＡＳ1 ，ＡＳ2 ）が付属されていることを特徴とする請求項１に記載の光学位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は光学位置測定装置、特に所謂四グリット測定システムに関する。
【０００２】
この種の位置測定装置は通常には光源、その光源の前に配置された送信部分、測定部分、走査部分並びに４番目の部分を形成する若干の検出器要素から成る一個の周期的構造を備える検出器装置を有する。この場合に光源、送信部分、走査部分、並びに検出器装置は通常には走査ユニット内に配置されており、その走査ユニットは所定の測定方向において測定部分に対して移動できる。この場合にこの種のシステムは透過光システムとして並びに照明光システムとして説明され得て、直線型装置と同様に回転型装置が実現され得る。国際特許公開第９７／１６７０４号明細書には例えば一致した測定装置が開示されている。検出器装置の寸法に関してこの印刷物はそれ以上の示唆を有しない。
【０００３】
ＳＰＩＥの 136巻の度量衡法に適用された光学の第１回欧州会議（1977年）の 325頁− 332頁におけるＲ．Ｍ．ペッテイグル−（Pettigrew)著の”グリット画像形成の分析とその変位度量衡法への適用”の名称の刊行物から、同様に複数グリット発信器の最も異なった変形態様が知られる。この刊行物の 328頁には、一個の複数グリット発信器における写像比（Abbildungsverhaltniss)が論じられ、この発信器には発散性照明が設けられている。この場合に発散性照明には、使用された光源がコリメ−タレンズの後に配置されていない、即ち光源から照射された光束が光路における第一部分に正確に平行に当たらないことが記載されている。この場合に写像比の議論は、光路における拡大係数が一個の装置により求められ、装置では拡大係数が測定部分平面から出発して中心区画から求められる結果を導く。拡大係数は、検出器装置或いは検出器要素の最適幾何学寸法より発散性照明を備えるシステムにて重要なパラメ−タに関して光路における拡大係数の知識に依存する。けれども、実際には光路モデルが前記刊行物に提案されるように発生した走査信号の悪い変調度を有する四グリット測定システムを導くことが示されている。
【０００４】
それ故に、この発明の課題は、上記問題を出来る限り最小にされる四グリット測定システムに基づく光学位置測定装置を提供することである。特に、この種の位置測定装置においてそれぞれシステム必要条件に最適化された、位置依存走査信号の十分な変調度を保証する構成を提供することである。
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴を備える光学位置測定装置によって解決される。この発明による光学位置測定装置の好ましい実施態様は従属請求項に記載されている手段から明らかになる。
【０００６】
この発明による手段は、発散性照明を備える四グリット原理に基づく光学位置測定装置の任意のシステム構成のために、検出器装置の最適化された構成が挙げられ得ることを保証する。これにより、特に位置依存走査信号の良好な変調度が保証される。
【０００７】
さらに、上記拡大係数の正確な知識は、走査距離に関する所定許容差を保証するこの発明の位置測定装置の寸法を許容する。その結果として、信号特性が極めて否定的に影響されなく、理想走査距離からの現実走査距離の偏向を可能とする。
【０００８】
この発明による四グリットシステムの他の利点として、この場合に検出器装置がその装置に対して移動可能な測定部分に直接に隣接して配置されていないことが記載されている。走査ユニット内には検出器装置の前にむしろ走査部分が配置されていて、測定操作中に測定部分によって検出器装置を偶発的損傷から保護する。
【０００９】
無論、この発明による位置測定装置は照明システムとしても、透過光システムとしても、実現し得る。同様に、この発明により直線型装置も、回転型装置も構成することが可能である。
【００１０】
この発明による光学位置測定装置の他の利点並びに詳細は添付図面に基づく複数の実施例の次の説明から明らかになる。図１はこの発明による位置測定装置の概略図を拡大図示で示し、図２はこの発明による位置測定装置の適した検出器装置の実施例の平面図を示し、図３−６はシステムのそれぞれに関連したパラメ−タが説明されるこの発明による位置測定装置の部分のそれぞれに別の概略図を示す。
【００１１】
図１には、この発明による位置測定装置が拡大図示で示され、その図に基づいて次の重要な幾何学的パラメ−タが説明されている。すでに、ここで、図１における図示が勿論、縮尺に従って訂正されなく、むしろ概略態様で個々の幾何学的パラメ−タを説明するのに役立つことが指摘されている。
【００１２】
既に上記されたように、この発明による位置測定装置は、所謂四グリット測定装置として形成され、光源ＬＱ，送信部分ＳＴ，基準部分ＭＴ，走査部分ＡＴ並びに周期的に構成された検出器装置Ｄを包含する。その結果として、位置測定装置の第４部分或いは第４グリットが周期的検出器装置Ｄにより形成される。
【００１３】
図１に示唆されるように、光源ＬＱ，送信部分ＳＴ，走査部分ＡＴ並びに検出器装置は共通の走査ユニットＡ内に配置されていて、測定方向ｘにおける測定部分ＭＴに対して移動できる。図１における走査ユニットＡの図示は選択された測定方向ｘにて完全には正確でなく、むしろどんな成分が走査ユニットＡの一部であるかを具体的に説明するためにのみ選ばれている。
【００１４】
ここで、より良い見通しの理由から図１に具体的に説明された透過光態様の外にこの発明による位置測定装置の一致して形成された照明態様が実現できることが指摘されている。この種の態様において、本質的相違は、反射する測定部分ＭＴが必要であるけれども、図１では透過光測定部分ＭＴが設置されていることである。照明測定部分の場合には、さらに測定部分ＭＴとＡＴが特に共通に透明な支持体或いは基体に配置されている。
【００１５】
この発明による位置測定装置は例えば正確な位置決めのために数値制御された工作機械に配置され得る。この為に走査ユニットＡと測定部分ＭＴは一致した互いに移動可能な成分と連結されている。発生された位置依存出力信号は数値工作機械制御に更なる加工を導入される。
【００１６】
位置測定装置の検出器装置Ｄは全部でＭ個の周期的に配置されたブロックＢ1 −ＢＭを包含し、ブロックはそれぞれにｋ個の別々の検出器要素を備えていて；示された例ではＭ＝５とｋ＝４が選択されている。検出器要素のブロックＢ1 の検出器周期は引き続いての説明の進行においてＰDET で指示されている。ブロックＢ1 −Ｂ5 の個々のｋ個の検出器要素は図１の概略図には記載されていない。検出器装置Ｄの正確な構成に関しては、図２の次の説明に指摘されている。
【００１７】
図１によると、ＤLQにより光源ＬＱと送信部分ＳＴの間の距離が指示されている。光源ＬＱは測定方向ｘにおいて膨張部ｘLQを有する。値ｕは送信部分ＳＴと測定部分ＭＴの間の距離を指示し；それに対して値ｖは測定部分ＭＴと走査部分ＡＴの間の距離を指示する。ＤDET により走査部分ＡＴと検出器装置Ｄの間の距離を指示されている。値ＰST, ＰMTとＰATはそれぞれに送信部分ＳＴ、測定部分ＭＴと走査部分ＡＴの部分周期を指示する。
【００１８】
透過光システムの図示された場合には、勿論、送信部分ＳＴと測定部分ＭＴの間の距離ｕと測定部分ＭＴと走査部分ＡＴの間の距離ｖとは互いに不等に選定される。これに対して照明システムでは、通常はｕ＝ｖが測定部分ＭＴからそれぞれ隣接した部分ＳＴとＡＴまでの距離と見なされる。
【００１９】
光源ＬＱから射出された光束は異なった部分ＳＴとＭＴを通過して、走査部分ＡＴの平面にて縞模様周期ＰSMをもつ周期的縞模様Ｓを形成する。縞模様Ｓは走査ユニットＡと測定部分ＭＴの相対移動の場合に変位依存変調を受けて、その変調が結局は測定部分ＭＴと走査ユニットＡのそれぞれの相対位置を求めるために組み入れられる。この場合に周期的に構成された走査部分ＡＴによって縞模様Ｓの所謂バ−ニア走査が行われる；これについて図３の図示に示唆されている。この場合に使用された走査部分ＡＴは部分周期ＰATを有し、その周期は縞模様Ｓの周期ＰSM並びに送信部分ＳＴと測定部分ＭＴの部分周期ＰST, ＰMTとは相違している。この時に走査部分ＡＴの隣接した透過領域を通して、模様Ｓの光部分が到達する。幾つかの光部分は光電子検出器要素を介して定義された相対位相符号を備える電気信号部分或いは部分走査信号ＴＡＳ0 −ＴＡＳ270 に変換される。例えば、走査部分ＡＴの隣接した透過領域を通して、検出器装置Ｄの方向におけるそれぞれ９０°位相変位をもつ光部分が到達する、これは図３に示唆されている。走査部分ＡＴの透過領域の各領域は更に正確に検出器装置Ｄの別々のｋ個の検出器要素の一つに付属されている。それ故に、さらに、検出器装置Ｄの側面における各検出器要素は光部分の一部を捕らえ、定義された位相符号を備える部分走査信号ＴＡＳ0 −ＴＡＳ270 の一つの信号を発生する。検出器要素は、次に図２に基づいて説明されるように、検出器装置Ｄの側面において或いは走査ユニットＡにて適当に切り換えられるので、結局は走査信号Ｓ0 −Ｓ27は、更に処理するために後配置されて図示されない評価ユニットに伝達され得る。
【００２０】
この発明によると、現在では、検出器装置Ｄの周期性、即ち検出器周期ＰDET は精密な位置依存走査信号の発生と関連して重大な意味を有することが知られていた。最適検出器周期ＰDET はこの発明によると、位置測定装置の特定幾何学パラメ−タに依存して次の式（１）により与えられる：
ＰDET ＝  ｍ＊Ｉ＊ＰV                   （式１）
この場合に、パラメ−タｌにはＩ＝１，２，３，．．．を適用する。
次に拡大係数と呼ばれた値ｍは、次の式（２）により生じる：
ｍ＝〔１＋ＤDET ／（ｕ＋ｖ＋ＤLQ）〕    （式２）
上記に示唆されるようにｕ＝ｖが選定されるならば、（式２’）が生じる：
ｍ＝〔１＋ＤDET ／（２＊ｕ＋ＤLQ）〕    （式２’）
【００２１】
式（１）に入れる値ＰV は次にバ−ニア周期として記載される。値ＰV を明白に解説するために新たに図３に示唆される。
【００２２】
Ｉ＝１の場合に図３の図示によりバ−ニア周期ＰV は走査部分ＡＴの平面におけるその周期性を記載し、その周期性によって測定方向ｘにおける位相変位された部分走査信号ＴＡＳ0 −ＴＡＳ270 の数倍発生が可能である。ＰV はＩ＝１を備える示された例では走査部分ＡＴの平面におけるその距離を明白に図示し、その距離を介して４個の位相変位された部分走査信号ＴＡＳ0 −ＴＡＳ270 が４個の隣接した透過領域から得られる。図示された例では、その結果として、
ＰV ＝４＊ＰAT  である。
【００２３】
一般に、走査部分ＡＴの平面におけるバ−ニア周期ＰV は、縞模様周期ＰSMに依存して次の式（３）により明らかになる：
0004535358.tif 000002
この場合にｋ個の３６０°／ｋだけの位相変位された部分走査信号が発生されるならば、走査部分の透過領域からバ−ニア周期SMの特定検出器要素までの正確な付属の際にバ−ニア周期SMは式（３’）により明らかになる：
ＰV   ＝  〔（ｋ＊ｐ）／Ｉ±１〕＊ＰSM        式（３’）
式（３’）の場合に、走査部分の部分周期は式（４）により選定される：
ＰAT  ＝  〔１±Ｉ／（ｐ＊ｋ）〕＊ＰSM        式（４）
この場合に、式（３）と式（４）には、ｐ＝１，２，３，．．が適用され、更に、Ｉはｋで整除できない数に選定すべきである。
パラメ−タｋはこれらの式で検出された幾つかな位相位置の数を指示する；パラメ−タＩは一つの検出器周期に付属されたバ−ニア周期の数を記述し、一方、パラメ−タｐはさらに一個の検出器要素に付属されている走査区分或いは走査間隔の数を特定する。
【００２４】
この場合に、ｐ＞１に選定されるならば、一つの走査周期ＰAT内には複数の走査間隔或いは透過領域が配置され得る。この場合に、隣接した走査間隔の距離  ｄASは好ましい実施態様では、ｄAS＝ｗ＊ＰSMであり、ｗ＝０，１，２，．．．ｐ−1 を備える。この種の構成はそれぞれに一個の検出器要素に複数の同じ位相の走査間隔を付属することを許容する。
図６はこの種の実施例の走査平面並びに検出器平面の一部における概略平面図を示す。この場合に、検出器要素Ｄ当たり二個づつの走査間隔ＡＳが設けられている。一致する数字上の実施例は次に説明の進行でなお説明される。
【００２５】
式（２）の導入の場合に、即ち拡大係数ｍの正確な決定の際に、この発明によると、導入のために基礎になった中心区分の中心が光源ＬＱの平面に位置することが前提とされていた。それに対して上記に引用されたＲ．Ｍ．ペッテイグル−（Pettigrew)著の刊行物は、測定部分ＭＴの平面に位置する中心から出発することを暗示する。けれども、この手段は実際の設置には大き過ぎる位置測定装置用の検出器周期ＰDET を与える。それにより、特に大きな走査区分の際に低過ぎる走査信号の変調度が生じるだろう。
それに対して、検出器周期ＰDET が上記式（１）と（２）により選定されるならば、出力信号の高い変調度における大きな走査区分が走査され得る。さらに、大きな走査区分は偶発的汚染に対して明白に高い無感受性を提供する。
【００２６】
適した検出器装置Ｄの好ましい構成を図２が検出器平面の平面図で示す。検出器装置Ｄの図示された実施態様は４つの変位に依存して変調された出力信号Ｓ0,Ｓ90, Ｓ180,とＳ270 を発生するのに用いられ、それら出力信号はそれぞれに９０°だけ互いに位相変位されている。勿論、本発明の範囲内で一致する修正された態様が実現でき、この態様は出力信号間におよそ他の位相符号を与える。
【００２７】
検出器装置Ｄの側面には、図２の例では全部でＭ＝５個のブロックＢ1 −Ｂ5 がそれぞれに複数の別々の検出器要素Ｄ1 −Ｄ20を測定方向ｘにおいて周期的に配置されている。この実施例では、ブロックＢ1 −Ｂ5 当たりそれぞれにｋ＝４個の別々の検出器要素Ｄ1 −Ｄ20が設けられていて、それら検出器要素は一緒に同じに形成されている。全部では例はｎ＝20個の別の検出器要素Ｄ1 −Ｄ20を包含する。検出器要素Ｄ1 −Ｄ20はそれぞれに互いに距離ｄEDに配置されており、隣接した検出器要素Ｄ1 −Ｄ20の距離ｄEDも全検出器装置Ｄを介して同じに選定されている。各検出器要素Ｄ1 −Ｄ20は細い長方形を有し、長方形長手軸線が検出器平面で測定方向ｘに垂直に、即ち指示されたｙ方向に配向されている。周期的縞模様Ｓの走査の場合に検出器要素当たり一つの特定位相位置を備える一つの部分走査信号ＴＡＳ0 −ＴＡＳ270 が発生される。
【００２８】
検出器周期ＰDET は、この発明によると、前に論じられた式（１）と（２）に一致して選定されて、その結果として、図２に認識できるように、４個の検出器要素Ｄ1 −Ｄ20を備えるブロックＢ1 −Ｂ5 の長さを指示する。その結果として、Ｍ＝５個のブロックＢ1 −Ｂ5 を備える図示された装置の場合には、検出器装置Ｄにおける長さは、ＬDET ＝  Ｍ＊ＰDET ＝５＊ＰDET −ｄEDとして生じる。
【００２９】
同様に図２に認識できるように、図示された実施態様では、各ｋ番目の、即ち各４番目の検出器要素Ｄ1 −Ｄ20が互いに連結されている、即ち左から第１番目の検出器要素Ｄ1 は左から第５番目の検出器要素Ｄ5 と連結され、第９番目、第13番目と第17番目検出器要素Ｄ9 , Ｄ13, Ｄ17と連結されている。これに類似して他の検出器要素が互いに連結されている。その結果として、全部でｋ＝４グル−プのそれぞれ互いに平行に接続された検出器要素Ｄ1 −Ｄ20が存在し、示された装置の場合にそれぞれ９０°だけ位相変位された出力信号Ｓ0,Ｓ90, Ｓ180,とＳ270 を与える。出力信号Ｓ0,Ｓ90, Ｓ180,とＳ270 は検出器装置Ｄの示唆された接触パッドにて検索できる。その結果として、各グル−プの接続された検出器装置Ｄは特定位相符号を備える出力信号を与えて、この実施態様におけるｋ＝４個の異なるグル−プの位相位置はそれぞれに９０°だけ相違している。
【００３０】
代用の実施態様において例えばｋ＝３が選択され得て、それによると、出力信号間の１２０°の位相変位が生じるだろう。その結果として、原則的にはパラメ−タｋに依存して接続された検出器装置Ｄのｋ個の異なるグル−プの出力信号間の３６０°／ｋだけの位相変位が明らかになる。
【００３１】
一般の場合には、ブロック当たりそれぞれｋ個の別々の検出器要素が等間隔の距離ｄEDに配置されている。隣接した検出器要素の中心位置間の距離ｘEDは、ｘED＝ｄED＋ｂED  になる。ｄED或いはｂEDにより図２によると、個々の検出器要素の距離或いは幅が指示される。
【００３２】
一つのグル−プの隣接した検出器要素間の距離、即ち第１と第５番目の検出器要素Ｄ1 ，Ｄ5 間の距離、第５と第９番目の検出器要素Ｄ5 ，Ｄ9 間の距離などはそれぞれに検出器周期ＰDET の整数の数倍に達する。図２の図示された例では、この距離はそれぞれに一個の単一検出器周期ＰDET になる。
【００３３】
検出器装置Ｄの好ましい構成における他の重要なパラメ−タは、個々の検出器要素Ｄ1 −Ｄ20の幅ｂED、即ち測定方向ｘにおける長方形状検出器要素Ｄ1 −Ｄ（Ubersprechen)20 の幅である。この場合に特に隣接した位相変位された検出器要素間のダビングが出来るだけ回避されると言う要求が重要である。これは、結局、走査部分の透過領域から特定検出器要素までの信号部分の位相位置の定義された配分が常に保証されていることを意味する。
【００３４】
ブロックＢ1 −Ｂ5 と一つの検出器周期ＰDET とに当たりにｋ＝４個の検出器要素を備える場合には、その結果として、個々の検出器要素用の最大幅ｂEDが  ＰDET ／４  になる。この場合に確かに各個々の検出器要素Ｄ1 −Ｄ20は最大信号強度を記憶される；けれども、隣接した検出器要素間の出来るだけ僅かなダビングを求める上記要求は、特定事情の下では、即ち特定付与範囲条件の下では選定された幅でいつも満たされてはいない。
【００３５】
本発明の範囲内で、さらに、個々のｎ番目の検出器要素Ｄ1 −Ｄ20の最適化された幅ｂED,nがこの種の位置測定装置の幾つかのシステムパラメ−タに依存して求めるべきであることが認められていた。次に記載された式（５）は第ｎ番目の検出器要素の検出器要素幅ｂED,nを与えて、隣接した検出器要素Ｄ1 −Ｄ20間の出来るだけ僅かなダビングを求める要求と各検出器要素Ｄ1 −Ｄ20により記憶される出来るだけ高い信号強度との間の良好な妥協を図示する。その上に、それは、同時に回避するダビングにて十分な光度を保証するために、検出器装置Ｄにおける全部でｎ個の検出器要素の各個々の検出器要素の最小幅を指示し得る：
ｂED,n≧（tan αmax −tan αmin ）＊ＤDET         式（５）
この場合に
αmin ＝〔（arctan（ｘAS,N＋ＰSM／２−ｘLQ／２）〕／（２＊ｕ＋ＤLQ）〕
−arcsin（ｑ＊λ／ＰMT）              式（５．1 ）と
αmax ＝〔（arctan（ｘAS,N＋ＰSM／２＋ｘLQ／２）〕／（２＊ｕ＋ＤLQ）〕
＋arcsin（ｑ＊λ／ＰMT）              式（５．2 ）
が適用され、この場合に、
ｘAS,Nは光学軸ＯＡからＮ番目の走査間隔ＡＳの距離であり、
ｘLQは測定方向ｘにおける光源の膨張部であり、
ｕは送信部分と測定部分の間或いは測定部分と走査部分の間の距離であり、
ＤLQは光源と送信部分との間の距離であり、
λは使用された光源の波長であり、
ｑは主に信号の取得に寄与する測定部分における回折次数（Beugungsordnung)（０、１、２．．．．）であり; 実際には０と＋／−１の回折次数が信号の取得に寄与し、
ＰMTは測定部分の部分周期である。
【００３６】
さらに、式（５），（５．1 ）と（５．2 ）にはｕ＝ｖを備える場合、即ち照明システムが記載されていることが指摘されている。勿論、この関係はｕ≠ｖの場合に問題はなく修正され得る。
【００３７】
式（５）に入れられた角度αmin とαmax は明白に解説され得る。この関係は図５に指示されている。αmin とαmax によってそれぞれに光線が配分される送信部分ＳＴにおける垂線に対する角度が記載され、光線は膨張された光源ＬＱの縁から出て走査部分ＡＴの共通透過領域を通って入射して、同じ検出器要素に命中する。
【００３８】
最終的に位置測定装置の二つの具体的実施例が記載されていて、検出器装置におけるパラメ−タＰDET とｂEDが上記説明された本発明による熟考に基づいて求められた。記載された変形態様は主としてそれぞれに選定された光源を相違している。
【００３９】
ほぼ点状光源ＬＱを備える第一実施例において次のパラメ−タが挙げられている：
ｘLQ    ＝    ０．１ｍｍ
ＤLQ    ＝    ０．２ｍｍ
ＤDET   ＝    ０．２ｍｍ
ｕ＝ｖ  ＝    ０．８ｍｍ
ＰMT    ＝    ２０  μｍ
ＰST    ＝    ４０  μｍ
ＰAT    ＝    ５０  μｍ
ＰSM    ＝    ４０  μｍ
ＰV     ＝    ２００μｍ
【００４０】
走査部分の側面には透過領域の幅が２０μｍに選定され、不透過領域の幅が３０μｍに選定されていた。
検出器周期ＰDET は両式（１）と（２）によってこれら値から引き出される：    ＰDET   ＝    ２３２μｍ
光軸線に対して直接に隣接して配置されている個々の検出器要素の最適幅
ｂED,nは、他のパラメ−タ，
ｘN     ＝    ０  （光軸線上の検出器要素）
ｄED    ＝    １３μｍ
ｑ      ＝    ０
λ      ＝    ８６０ｎｍ
により明らかになり、値ｂED,0は式（５），（５．1 ）と（５．2 ）によって
ｂED,0  ＝    ４５μｍ  となる。
【００４１】
この値は信号取得部でのｑ＝０並びに＋／−１の回折次数を考慮の際に最適検出器幅を示す。実際には、発生された走査信号に関して高調波部分の濾過が達成されるから、ダビングの発生は他の関連された回折次数に基づいて許容される。この場合に＋／−２の回折次数のちょっとしたダビングが重要である。
【００４２】
この発明による装置の第二の数字上の実施例において、膨張された光源ＬＱが設置される、即ち値ｘLQは前記例におけるより明白に大きく選定される。システムの付与パラメ−タとして：
ｘLQ    ＝    ０．３５ｍｍ
ＤLQ    ＝    ０．３ｍｍ
ＤDET   ＝    ０．３５ｍｍ
ｕ＝ｖ  ＝    ０．８ｍｍ
ＰMT    ＝    ２０  μｍ
ＰST    ＝    ４０  μｍ
ＰAT    ＝    ４５  μｍ
ＰSM    ＝    ４０  μｍ
ＰV     ＝    ３６０μｍ
が挙げられている。
【００４３】
この場合に走査部分は、二つの走査部分周期内に、即ち２＊ＰAT＝９０μｍ内に二つの透過領域或いは走査間隔が２０μｍのその時々の幅を設けているような寸法に形成されていた。図６はこの例の検出器要素Ｄ1 −Ｄ5 を備える検出器平面の付属された断面図並びに走査部分ＡＴの一部の平面図を示す。
【００４４】
検出器周期ＰDET は両式（１）と（２）によってこれら値から引き出される：
ＰDET   ＝    ４１７μｍ
【００４５】
走査部分のこの種の構成では、走査部分におけるｎ＊ＰAT走査部分周期当たり両透過領域ＡＳ1 , ＡＳ2 ,.... に検出器装置の側面上の更に最適化された幅  ｂED,nを備える検出器要素Ｄ1 −Ｄ5 が付属されている。例えば両走査間隔ＡＳ1 とＡＳ2 に検出器要素Ｄ1 が付属されている。良好な変調度を保証するために、その結果として位相同一信号を検出する両走査間隔ＡＳ1 とＡＳ2 の距離が同じくＰSMに選定される。
【００４６】
別々のｎ個の検出器要素Ｄ1 −Ｄ5 の最適にされた幅ｂED,nは、さらに前記例におけるように式（５），（５．1 ）と（５．2 ）によって求められる。
更にこのために必要とするパラメ−タ
ｘN     ＝    ０  （光軸線上の検出器要素）
ｄED    ＝    １３．５μｍ
ｑ      ＝    ０
λ      ＝    ８６０ｎｍ
によって、求められた値ｂED,0は式（５），（５．1 ）と（５．2 ）によって
ｂED,0  ＝    ９１μｍ  となる。
【００４７】
式（５．1 ），（５．2 ）と（５）から明らかになるように、膨張された光源は、個々の検出器要素の間の前記ダビングを回避するために、基本的に大きなバ−ニア周期ＰV を準備すべきであるように作用する。それに応じて第一の変形態様と異なってこの実施例では走査部分の部分周期ＰATが選定されていた。
【００４８】
説明された例の外に、勿論、本発明の範囲内で多数の他の実施可能性が存在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による位置測定装置の概略図を拡大図示で示す。
【図２】  この発明による位置測定装置の適した検出器装置の実施例の平面図を示す。
【図３】  システムのそれぞれに関連したパラメ−タが説明されるこの発明による位置測定装置の部分のそれぞれに別の概略図を示す。
【図４】  システムのそれぞれに関連したパラメ−タが説明されるこの発明による位置測定装置の部分のそれぞれに別の概略図を示す。
【図５】  システムのそれぞれに関連したパラメ−タが説明されるこの発明による位置測定装置の部分のそれぞれに別の概略図を示す。
【図６】  システムのそれぞれに関連したパラメ−タが説明されるこの発明による位置測定装置の部分のそれぞれに別の概略図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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